[发明专利]一种以马铃薯淀粉糊精为原料制备高吸水树脂的方法

说明书

技术领域

本发明利用马铃薯淀粉糊精溶解性好、制备成本低等多方面优点，由其制备的高吸水树脂合成工艺简单，成本较低，产品性能优良。涉及马铃薯淀粉糊精接枝丙烯酸及其盐制备高吸水性树脂的方法。该类产品广泛用于农业，林业等方面，具有广阔的市场前景。

背景技术

高吸水性树脂(Super Absorbent Resin，简称SAR)是一种典型的功能高分子材料，它含有强亲水基团，经适度交联而具有三维网状结构，既不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量百倍乃至数百倍的盐水，通常又称为“高吸水性聚合物”、“吸水性高分子材料”、“超强吸水剂”等。广泛用于农业、园林、土木建筑、食品加工、石油化工及医疗卫生等多个领域。

淀粉系高吸水性树脂作为土壤保水剂、改良剂在农业、林业、园艺等方面具有相当重要的作用，它可以增强土壤吸水和保水的能力，改善土壤的团粒结构，使土壤疏松从而使土壤的透气性、土壤的昼夜温差都得到改善。还可提高土壤肥力，增强植物的抗旱能力。作为土壤保水剂，它能在土壤多水时吸收大量的水，而当土壤缺水时又能释放出水，如同在植物根部形成一个小水库，不断供给植物所需的水分。同时大大减少体表水分蒸发，在农作物上应用的直接效果是提高土壤的持水能力。

淀粉系SAP的吸水机理是因为其具有亲水功能的亲水作用，使高分子网束通过膨润、扩展和渗透过程而实现吸水过程。在这个过程中，水分子的运动受到了限制，因此加压后不会像传统的吸水性材料那样，大部分水被挤出，而是具有一定的保持水分的能力。这种高吸水性树脂独一无二的特性是放在水中能吸收几百倍至上千倍于其本身质量的水而不被溶解。

虽然SAP具有独特的性能，但SAP也还存在一些难以避免的缺点如离子型的SAP吸水能力高但耐盐性比较差，吸水速度较慢；非离子型的SAP吸水速度较快，耐盐性也较好但吸水能力比较低；吸水量大的高吸水树脂则吸水后强度低，吸水后强度高的吸水剂则吸水量低等 。诸如此类的问题，给它的开发与应用带来许多障碍.因此研制出合成方法简单、价格低廉、性能优越、且环保的SAP是将其应用于卫生用品、农业和沙漠治理的关键。本发明旨在:利用马铃薯淀粉糊精的可溶解性，将马铃薯淀粉糊精与丙烯酸及其盐进行接枝共聚的反应，以简单的合成工艺制备成本低、性能好的高吸水树脂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以马铃薯淀粉糊精为原料制备高吸水树脂的方法，这种制备方法以马铃薯淀粉糊精、丙烯酸、过硫酸钾、氢氧化钠(钾)、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为原料，经合理配比，通过一定的工艺流程制得高吸水树脂。

本发明的技术问题是由如下方案解决的：一种以马铃薯淀粉糊精为原料制备高吸水性树脂的方法，其特征是：在冰水浴冷却下，用氢氧化钠（钾）溶液与除去阻聚剂的丙烯酸进行中和反应，丙烯酸与氢氧化钠的重量比是6-18：0.67-6.00（当用氢氧化钾中和时，丙烯酸与氢氧化钾的重量比为6-18：0.93-8.40），将中和后的丙烯酸及其盐、马铃薯淀粉糊精、过硫酸钾、N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺、一定量的去离子水混合，搅拌1.0小时，其中马铃薯淀粉糊精、丙烯酸、过硫酸钾、N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺、体系总去离子水的重量比为1：2-6：0.010-0.023：0.0027-0.0067：10.0-23.3，在氮气的保护下，水浴加热并搅拌，达到一定温度时停止搅拌，在沸水浴中保温1-2小时，后停止通氮气，将产品取出，剪切成小块，在40℃-60℃的烘箱中烘干至恒重，粉碎，即得马铃薯淀粉糊精为原料的高吸水树脂。

上述技术方案所述的一种以马铃薯淀粉糊精为原料制备高吸水树脂的方法，其中一定量的去离子水为溶解马铃薯淀粉糊精、过硫酸钾、N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺所用的去离子水量。

上述技术方案所述的一种以马铃薯淀粉糊精为原料制备高吸水树脂的方法，其中体系总去离子水为溶解马铃薯淀粉糊精、过硫酸钾、N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺所用的去离子水量以及配制氢氧化钠或氢氧化钾所用去离子水的总量。

上述技术方案所述的一种以马铃薯淀粉糊精为原料制备高吸水树脂的方法中马铃薯淀粉糊精、丙烯酸、过硫酸钾、N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺、体系总去离子水的重量比为1：2-6：0.010-0.023：0.0027-0.0067：10.0-23.3，上述配比优选1：3-5：0.0133-0.0200：0.0033-0.0050： 16.7-23.3。